本文關(guān)鍵詞：基于局部指數(shù)積模型的關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)建模及標(biāo)定方法研究

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【摘要】：關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)具有測量范圍大、便攜性強(qiáng)、可現(xiàn)場測量等優(yōu)點而受到廣泛應(yīng)用。為了提高其測量精度,本文對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量的結(jié)構(gòu)設(shè)計、建立模型、誤差.分析、標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)件、標(biāo)定實驗等關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究。主要的研究工作如下：(1)對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的原雙支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計了單支撐結(jié)構(gòu),并具有力平衡裝置,以減少測量人員在測量過程中的疲勞。針對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的新結(jié)構(gòu),采用D-H模型和局部指數(shù)積(Local POE)模型進(jìn)行建模。(2)對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的誤差源分析。具體分析了Local POE模型中的各個誤差參數(shù)對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度影響,并通過仿真分析得出了各個誤差參數(shù)對測量機(jī)測量精度影響的先后順序,對其結(jié)構(gòu)優(yōu)化、標(biāo)定和補(bǔ)償有指導(dǎo)性意義。(3)針對石英和殷鋼兩種材料均具有較低的熱膨脹系數(shù),分別提出了基于石英和殷鋼的長度標(biāo)準(zhǔn)件。但上述兩種標(biāo)準(zhǔn)件在使用的過程中,僅能提供一個或者兩個長度基準(zhǔn)。針對上述兩種標(biāo)準(zhǔn)件存在的不足,設(shè)計了專門的夾具,可實現(xiàn)多位置和多姿態(tài)的測量。(4)針對常用的高斯-牛頓算法在用于標(biāo)定時會引入運算誤差的分析,提出了粒子群算法作為關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的標(biāo)定算法,對其進(jìn)行標(biāo)定,將獲得的最優(yōu)參數(shù)代回原模型,實現(xiàn)對其結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差的修正,并對其進(jìn)行了驗證。
【關(guān)鍵詞】：關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī) Local POE模型 標(biāo)準(zhǔn)件 粒子群算法 結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH721
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-21
• 1.1 引言14
• 1.2 正交坐標(biāo)測量機(jī)的發(fā)展14-15
• 1.3 非正交坐標(biāo)測量機(jī)15-18
• 1.3.1 平行雙關(guān)節(jié)坐標(biāo)測量機(jī)15-17
• 1.3.2 國內(nèi)外關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的概況17-18
• 1.4 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)建模的現(xiàn)狀18-20
• 1.5 課題來源、研究目的及選題意義20-21
• 第二章 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的數(shù)學(xué)建模21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)21-23
• 2.3 機(jī)器人的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)23-25
• 2.3.1 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的測頭坐標(biāo)系23-24
• 2.3.2 坐標(biāo)系的矩陣轉(zhuǎn)換24-25
• 2.4 D-H模型25-28
• 2.5 Local POE模型28-33
• 2.5.1 李群與李代數(shù)28-30
• 2.5.2 基于Local POE模型對關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)建立運動學(xué)模型30-33
• 2.6 總結(jié)33-35
• 第三章 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的參數(shù)誤差分析35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 誤差源35-36
• 3.3 D-H模型參數(shù)誤差36-37
• 3.4 Local POE模型參數(shù)誤差37-45
• 3.4.1 運動學(xué)參數(shù)誤差對測量精度的影響39-41
• 3.4.2 桿長偏差對測量精度的影響41-42
• 3.4.3 桿件扭轉(zhuǎn)角對測量精度的影響42-43
• 3.4.4 各個參數(shù)誤差在任意位置下對測量精度的影響43-45
• 3.5 總結(jié)45-46
• 第四章 關(guān)節(jié)式坐標(biāo)測量機(jī)的標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)量46-52
• 4.1 引言46
• 4.2 常用的標(biāo)準(zhǔn)量46-51
• 4.2.1 量塊47-49
• 4.2.2 石英棒標(biāo)準(zhǔn)件49-50
• 4.2.3 殷鋼尺50-51
• 4.3 總結(jié)51-52
• 第五章 實驗及分析52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 參數(shù)標(biāo)定方法52-54
• 5.2.1 目標(biāo)函數(shù)53
• 5.2.2 標(biāo)定算法53-54
• 5.3 實驗54-61
• 5.3.1 實驗設(shè)備54-55
• 5.3.2 實驗過程55-56
• 5.3.3 驗證56-61
• 5.4 總結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 工作總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況67
• 1 參加的學(xué)術(shù)交流與科研項目67
• 2 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文(含專利和軟件著作權(quán))67

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